(57)【要約】【課題】温度制御型圧電デバイスにおける温度補償型圧電デバイスの出力周波数の変動を低減させること。【解決手段】温度制御型圧電デバイスは、基体１と、基体１の下面に設けられたヒータ２と、基体１の上面に設けられた温度補償型圧電デバイス３とを含んでいる。温度補償型圧電デバイス３は、基体１上に立てて設けられた基板部３１ａと、基板部３１ａの第１の主面に実装された圧電振動素子３２と、第１の主面の反対側の第２の主面に実装されたＩＣ素子３３とを含んでいる。【選択図】図１
2013183213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
前記基体の下面に設けられたヒータと、
前記基体の上面に設けられた温度補償型圧電デバイスとを備えており、
該温度補償型圧電デバイスは、前記基体上に立てて設けられた基板部と、該基板部の第１の主面に実装された圧電振動素子と、前記第１の主面の反対側の第２の主面に実装されたＩＣ素子とを含んでいることを特徴とする温度制御型圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスを有する温度制御型デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、温度制御型水晶発振器（ＯＣＸＯ）等の温度制御型圧電デバイスは、基体と、基体の下面に設けられたヒータと、基体の上面に設けられた温度補償型圧電デバイスとを含んでいる。温度補償型圧電デバイスは、基体の上面と平行になるように配置された基板部と、基板部の上面に実装された圧電振動素子と、上面の反対側の下面に実装されたＩＣ素子とを含んでいる。ＩＣ素子は、温度補償に用いられる温度センサを有している。温度補償型圧電デバイスは、ヒータによって所望の温度に保たれることによって、出力周波数の安定化が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２４３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の温度制御型圧電デバイスにおいて、ＩＣ素子がヒータに比較的近い基板部の下面に設けられており、圧電振動素子がヒータから比較的遠い基板部の上面に設けられていることによって、ＩＣ素子の温度センサによって測定される温度と圧電振動素子の実際の温度とに差が生じやすくなっていた。この温度差によって、所望の温度補償が行えず、出力周波数に変動が生じる可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの態様によれば、温度制御型圧電デバイスは、基体と、基体の下面に設けられたヒータと、基体の上面に設けられた温度補償型圧電デバイスとを含んでいる。温度補償型圧電デバイスは、基体上に立てて設けられた基板部と、基板部の第１の主面に実装された圧電振動素子と、第１の主面の反対側の第２の主面に実装されたＩＣ素子とを含んでいる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一つの態様による温度制御型圧電デバイスが、基体と、基体の下面に設けられたヒータと、基体の上面に設けられた温度補償型圧電デバイスとを含んでおり、温度補償型圧電デバイスが、基体上に立てて設けられた基板部と、基板部の第１の主面に実装された圧電振動素子と、第１の主面の反対側の第２の主面に実装されたＩＣ素子とを含んでいることによって、ヒータによるＩＣ素子と圧電振動素子との加熱具合の差が低減されて、ＩＣ素子の温度センサによって測定される温度と圧電振動素子の実際の温度との差が低減されている。したがって、温度補償型圧電デバイスにおける出力周波数の変動が低減されており、出力周波数の安定化に関して改善された温度制御型圧電デバイスが実現されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態における温度制御型圧電デバイスを示す縦断面図である。
【図２】図１に示された温度制御型圧電デバイスのＡ−Ａにおける横断面図である。
【図３】ヒータから圧電振動素子３２およびＩＣ素子３３への熱伝導を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
本発明の実施形態における温度制御型圧電デバイスは、図１および図２に示されているように、基体１と、基体１の下面に設けられたヒータ２と、基体１の上面に設けられた温度補償型圧電デバイス３と、基体１、ヒータ２および温度補償型圧電デバイス３を囲んでいるケース４と、基体１に固定されておりケース４の外部に位置する下端を有する複数の外部端子５とを含んでいる。なお、図１において、説明の便宜上、紙面の上方向を温度制御型圧電デバイスにおける上方向とする。また、図２において、ケース４はその上面が取り除かれた状態で示されている。
【００１０】
基体１は、例えばガラスエポキシ材よりなり、複数の外部端子５に電気的に接続されている複数の配線導体１１を有している。
【００１１】
ヒータ２は、基体１の下面に接合されており、複数の配線導体１１によってヒータ制御素子６に電気的に接続されている。ヒータ制御素子６も基体１の下面に設けられている。ヒータ制御素子６は、温度センサを有しており、この温度センサによって測定された温度に基づいてヒータ２の発熱を制御している。
【００１２】
温度補償型圧電デバイス３は、素子搭載用部材３１と、素子搭載用部材３１に搭載された圧電振動素子３２と、素子搭載用部材３１に搭載されており圧電振動素子３２に電気的に接続されたＩＣ素子３３とを含んでいる。温度補償型圧電デバイス３は、基体１上に立てて設けられた壁部材７に実装されており、壁部材７に設けられた複数の配線導体に電気的に接続されている。壁部材７に設けられた複数の配線導体は、基体１の複数の配線導体１１に電気的に接続されている。なお、壁部材７は、例えばガラスエポキシ材料で形成されている。
【００１３】
素子搭載用部材３１は、基板部３１ａと３１ａの第１の主面に設けられた第１の枠部３１ｂと基板部３１ａの第２の主面に設けられた第２の枠部３１ｃとを含んでいる。
【００１４】
基板部３１ａは、基体１上に立てて設けられている。すなわち、基板部３１ａの側面が基体１の上面に接している。また、第１の枠部３１ｂおよび第２の枠部３１ｃそれぞれの側面も基体１の上面に接している。このようにして、素子搭載用部材３１が基体１の上面に接している。
【００１５】
本実施形態における温度制御型圧電デバイスがこのような構造を有していることによって、図３に示されているように、ヒータ２によって発生された熱は、基体１および基板部３１ａを介して、基板部３１ａの両主面に実装された圧電振動素子３２およびＩＣ素子３３へ伝わる。このようにして、圧電振動素子３２およびＩＣ素子３３の温まり具合の差が低減されている。
【００１６】
基板部３１ａと第１の枠部３１ｂと第２の枠部３１ｃとは、例えば、アルミナセラミック材料から成る。なお、基板部３１ａは、矩形の平板状である。第１の枠部３１ｂは、基板部３１ａの第１の主面の縁部に沿って設けられている。また、第２の枠部３１ｃは、基板部３１ａの第２の主面の縁部に沿って設けられている。
【００１７】
圧電振動素子３２は、基板部３１ａの第１の主面に実装されている。圧電振動素子３２は、所定の結晶軸でカットされた圧電素板と、圧電素板に形成された接続用電極および励振用電極とを含んでいる。圧電振動素子３２は、接続用電極および励振用電極を介して外部からの変動電圧が圧電素板に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっている。なお、圧電素板としては、例えばＡＴカットの水晶が用いられる。また、圧電振動素子３２が収容されている素子搭載用部材３１の凹部は、蓋部材３４によって気密封止されている。
【００１８】
ＩＣ素子３３は、素子搭載用部材３１の凹部内に設けられており、半田等のバンプによって素子搭載用部材３１の複数のパッドに電気的に接続されている。
【００１９】
ケース４の内側の空間は、ヒータ２およびヒータ制御素子６によって所望の温度になるように制御されている。
【００２０】
複数の外部端子５は、基体１に固定されており、基体１の複数の配線導体１１に電気的に接続されている。
【００２１】
したがって、温度補償型圧電デバイス３は、壁部材７に設けられた複数の配線導体および基体１の複数の配線導体１１を介して、複数の外部端子５に電気的に接続されている。
【００２２】
本実施形態の温度制御型圧電デバイスが、基体１と、基体１の下面に設けられたヒータ２と、基体１の上面に設けられた温度補償型圧電デバイス３とを含んでおり、温度補償型圧電デバイス３が、基体１上に立てて設けられた基板部３１ａと、基板部３１ａの第１の主面に実装された圧電振動素子３２と、第１の主面の反対側の第２の主面に実装されたＩＣ素子３３とを含んでいることによって、ヒータ２によるＩＣ素子３３と圧電振動素子３２との加熱具合の差が低減されて、ＩＣ素子３３の温度センサによって測定される温度と圧電振動素子３２の実際の温度との差が低減されている。したがって、温度補償型圧電デバイスにおける出力周波数の変動が低減されており、出力周波数の安定化に関して改善された温度制御型圧電デバイスが実現されている。
【００２３】
なお、本実施形態の温度制御型圧電デバイスにおいて、蓋部材３４が基体１の上面から離間されていることによって、基体１から蓋部材３４への直接的な伝熱経路が存在しないため、圧電振動素子３２の不要な加熱が低減されており、ＩＣ素子３３の温度センサによって測定される温度と圧電振動素子３２の実際の温度との差が低減されている。したがって、温度補償型圧電デバイスにおける出力周波数の変動が低減されており、出力周波数の安定化に関して改善された温度制御型圧電デバイスが実現されている。
【００２４】
また、本実施形態の温度制御型圧電デバイスにおいては、基板部３１ａが例えばアルミナセラミック材料からなり、壁部材７がガラスエポキシ材料からなるため、基板部３１ａおよび壁部材７の熱伝導率の違いから、基本的には図３に示されたような基板部３１ａを介する熱伝導経路を主とするが、仮に壁部材７によってヒータ２からの熱がＩＣ素子３３に伝わり過ぎてＩＣ素子３３と圧電振動素子３２との加熱具合に差が生じる場合には、蓋部材３４が基体１の上面に接するようにしてもよい。この構造によって、圧電振動素子３２が基体１および蓋部材３４を介する伝熱経路を有し、ＩＣ素子３３が基体１および壁部材７介する伝熱経路を有するため、壁部材７によってＩＣ素子３３にだけ熱が伝わり過ぎることが低減できる場合もある。したがって、ＩＣ素子３３の温度センサによって測定される温度と圧電振動素子３２の実際の温度との差が低減されて、温度補償型圧電デバイスにおける出力周波数の変動が低減されており、出力周波数の安定化に関して改善された温度制御型圧電デバイスが実現されている。
【符号の説明】
【００２５】
１      基体
１１    配線導体
２      ヒータ
３      温度補償型圧電デバイス
３１    素子搭載用部材
３１ａ  基板部
３１ｂ  第１の枠部
３１ｃ  第２の枠部
３２    圧電振動素子
３３    ＩＣ素子
３４    蓋部材
４      ケース
５      外部端子
６      ヒータ制御素子
７      壁部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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